Металлы есть повсюду во Вселенной: от горячих газовых планет-гигантов, из которых выливается расплавленное железо, до тяжелых элементов, образующихся, когда звезды превращаются в сверхновые. Однако экзопланета GJ367b лучше их всех, поскольку эта планета полностью сделана из металла. GJ367b — экстремальная планета. Этот «супер Меркурий» вращается вокруг своей звезды каждые 7,7 часов и был впервые обнаружен охотником за планетами НАСА TESS в 2015 году.

Теперь ученые из Туринского университета в Италии и Государственного университета Тюрингии в Германии провели последние измерения планеты с помощью спектрографа HARPS ESO и первоначальных наблюдений TESS. Они обнаружили, что объект почти в два раза плотнее Земли, что позволяет предположить, что он, вероятно, сделан из твердого железа.

Хотя сейчас GJ367b представляет собой твердую железную планету, возможно, когда-то она была ядром древней каменистой планеты.

«Благодаря нашим точным оценкам массы и радиуса мы изучили потенциальный внутренний состав и структуру GJ367b и обнаружили, что он, как ожидается, будет иметь железное ядро. Однако железное ядро ​​занимает более 90% поверхности планеты», — заявили ученые в недавнем исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal Letters.

Когда GJ367b была открыта, это была всего лишь еще одна экзопланета в далекой звездной системе. Поскольку разница в размерах между ней и звездой невелика, TESS относительно легко ее идентифицировать. Когда яркость звезды упадет, TESS захватит экзопланету, которая обгоняет звезду, поскольку ее свет временно блокируется планетой. Несколько факторов делают GJ367b более очевидным. Хотя он все еще мал по сравнению со звездами, он не такой маленький, как Земля по сравнению с Солнцем, поэтому он блокирует больше света во время транзита. Он также вращается по очень близкой орбите и невероятно быстр.

Но из чего он сделан, не так очевидно. Определение плотности объекта на основе его массы и радиуса позволяет ученым понять его состав. TESS измерил радиус GJ367b, исходя из того, насколько он блокирует свет. Чтобы определить массу планеты, ученые использовали более поздние измерения лучевой скорости, которые определяют гравитационное притяжение планеты к ее родительской звезде.

Плотность GJ367b поразительна: она в 1,85 раза превышает плотность Земли, что по сути соответствует плотности железа. Сейчас это самая плотная планета с самым коротким из известных орбитальных периодов и самый плотный суперМеркурий. Но как могла вся планета состоять только из железа?

«В настоящее время неясно, как образовались планеты с малой массой и высокой плотностью, такие как GJ367b. Возможные пути могут включать образование из материала, более богатого железом, чем обычно думают в протопланетных дисках», — заявили ученые в том же исследовательском отчете.

Но есть много других возможных путей. Все наиболее вероятные сценарии формирования основаны на том факте, что GJ367b когда-то была каменистой планетой, мало чем отличающейся от Земли или Марса. Две его планеты-компаньона находятся на более далеких орбитах и ​​также каменистые, поэтому все три могли образоваться одинаковым образом. Однако с тех пор у GJ367b сложилась уникальная история: его внешние каменные слои постепенно исчезали, пока не осталось почти только внутреннее ядро.

Внешние слои GJ367b могли быть сорваны в результате столкновения или серии столкновений, что, как полагают, и произошло с Меркурием. Если объект или достаточное количество объектов ударит по нему с нужной массой и скоростью удара, скальные слои могут высвободиться и исчезнуть.

Другая возможность заключается в том, что GJ367b столкнулся с интенсивным излучением, находясь на орбите так близко к своей звезде, что сожгло все остальное, кроме ее твердого железного ядра. Внешняя материя могла сублимироваться, а затем исчезнуть в пространстве. GJ367b, возможно, также подверглась некоторому сочетанию столкновения и облучения, чтобы стать металлической планетой, которой она является сегодня.

Как он вообще оказался так близко к звезде, также остается неразгаданной загадкой, учитывая, что он вряд ли там образовался. Ученые полагают, что гравитационные взаимодействия с другими планетами могли заставить ее мигрировать внутрь от того места, где она образовалась.

Дальнейшее изучение этой планеты может в конечном итоге рассказать нам больше о том, как формируются и развиваются каменистые планеты и планеты с короткими орбитальными периодами.